JP2016006422A - マルチモード・イメージング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スキャニングする方法は、単一のスイープ中にシーケンシャルな仕方で複数のイメージをキャプチャするステップであって、各イメージが1以上のピクセルのラインを包含することをキャプチャするステップと、複数のイメージの各々をキャプチャするためのイメージユニットの相対的な位置のシフトおよび照明構成の所定のシーケンスによって複数のイメージをキャプチャするのに用いられる照明構成をシーケンシャルに交代させるステップと、表面の所望の領域がスキャンされるまで関連するイメージキャプチャ位置および照明構成設定のシーケンスを繰り返すステップとを有し、所定のシフトが10ピクセルと1ピクセル以下との間である。
【選択図】図4
Description
れる単一の照明構成に基づいて作動する。他の周知のAOIシステムは、複数の照明構成を
欠陥のより広い範囲の検出を可能にするために用いるように作動する。
よびFPI-7590(商標)システムおよびICP 8060(商標)システム、チップ・キャリアを検査するために詳しく調べるV-300(商標)システムを使用しているInspire(商標)9060を含む。上記のシステムの全ては、イスラエルのYavneのOrbotech Ltd.から市販されていたかまたは市販されている。
射された表面の領域をスキャンし、パルス放射のそれぞれの連続パルスによって表面でフレームを連続的に実質的に複数のオーバーラップを照射するように配置された機械的スキャナと、パルス光学放射を提供する照明モジュールを包含するウェハの検査のためのイメージングシステムが記載され、前記連続フレームの各々は、それぞれ続く少なくとも50%のフレームでオーバーラップを有する。イメージングシステムは、第1の構成と、それとは異なる第2の構成との間を交互にイメージングシステムの構成を変化するように配置されたシステムコントローラを包含し、それにより、イメージのシーケンスは、第1の光学構成でキャプチャされたイメージの少なくとも第1のセットと、第2の光学構成でキャプチャされたイメージの少なくとも第2のセットからなる。イメージングシステムは画像プロセッサを含み、各々の第一および第二の光学構成を使用して撮像されるにつれて、表面の特徴を分析することによってサンプルの欠陥を検出するために共同で第1のイメージ
および第2のイメージを処理するために配列される。
シュで電気回路の表面を照射する検査システムを開示する。発光する照明は、時間的に間隔をおかれる少なくとも2つのスペクトルで異なる源からのものである。各々のフラッシ
ュは、同じ場所および一般に同じ入射角で表面に入射する。カメラは、別々の光学イメージを各々のフラッシュから形成する。異なるフラッシュで形成されるイメージは、全景イメージを形成するために結合される。全景イメージの分析は、電気回路の欠陥を決定するために実行される。
号第2002/0186878号の内容は、リファレンスとしてここに組み入れられ、テストコンポーネントの欠陥の位置を決めるために多数のイメージを分析するシステムを記載する。システムは、2つ以上のイメージを出すためにプロセッサを有する異なる角度と異なるカラー
光およびカメラを各々発している第1および第2の光源を含む。イメージは、対象物から
3次元のイメージを造るために用いられ、テストコンポーネントの寸法が受け入れられるかどうか判断するために分析される。
れるように、異なる照明を有する領域のいくつかのイメージを順番に得ることを提供する。
影装置および/またはイメージ・センサを含み、一つ以上の照明光源(例えば各々のカメラのための一つ以上の照明光源)を含む。イメージング装置は、ラインカメラ、マルチラインカメラまたはエリアカメラを含むことができる。ここで使用しているように、ラインカメラは1列のピクセルを捕え、マルチラインカメラはピクセルのいくつかの(概して2-
100)種類を捕える。エリアカメラは、同時に100本以上の線を捕える。一般的に、長さに沿ったピクセルの数とエリアカメラの幅との間の比率は、長さに沿ったピクセルの数とマルチラインカメラおよび/またはラインカメラの幅との間の比率より1に近い。本発明のいくつかの実施形態では、線の長さは、撮像されている全対象物を捕えるのに十分大きい。その他、可能な重複を伴って並んでスキャンする場合、走査は全対象物を捕えるように用いられる。
致する。例えば、シフトは、2つの照明構成が使用されるとき、1ピクセルの半分の幅に対応し、3つの照明構成が使用されるとき、1ピクセルの3分の1の幅に対応し、4つの照明構成が使用されるとき、1ピクセルの4分の1の幅に対応し得る。
対応するピクセルの一部に対応する転換精度を有する。本発明の典型的ないくつかの実施形態では、照明構成の順序でシフトが必ずしも同一であるというわけではなく、より小さいかより大きなシフトが異なる照明構成のために定められる。例えば、2つの照明構成を
含んでいるシーケンスに関して、スイッチを入れるかまたは第1の照明構成をフラッシュさせた後のシフトは、1ピクセルの0.4の幅と一致し、スイッチを入れるかまたは第2の
照明構成をフラッシュさせた後のシフトは、1ピクセルの0.6の幅と一致し、その結果、
一緒に、1ピクセルおよびシーケンスの端のシフトがある。
かの実施形態では、本発明が連続照明の高周波スイッチング(オンおよびオフ)を含み、典型的な実施形態では、発光ダイオード(LED)照明が、使われる。典型的なLEDは、Luxeonによって入手可能なK2 LEDを含み、強力なLEDは、Roithner Lasertechnikから入手可能である。Orbotech Ltd.に譲受された「Linear Light Concentrator」と名付けられた米国特許出願公開番号2008-0089052号に記載されたような照明装置の典型的な実施形態では、リファレンスとしてここに組み入れられるコンテンツが、1またはそれ以上の証明構成に関して用いられる。一般的に、1つのイメージはフラッシュ毎に捕えられ、
一連のフラッシュは各々の異なる照明構成から、一連のイメージをとるために出力されて
、対象物の各々の領域を求めて調べられる。
までオーダーの複数のイメージは、単一のスイープを通じて検査される対象物単一の面積イメージを造るのに用いられる。典型的ないくつかの実施形態では、ラインカメラのための照明構成がほぼ1,000,000回切替えられるために、対象物は約2乃至4つの異なる照明
構成で走査される。本発明のいくつかの実施形態では、20-40 KHzのスイッチング周波数
および/または200mm/秒のスキャン速度に関し、ほぼ20ミクロンのピクセルサイズに関して、照明構成は、5-10ミクロン毎にスイッチングされる。典型的には、ラインカメラに関して、同じ照明構成のフラッシュの間でカバーされる距離は、1つのピクセルの幅(以下)(例えばラインの幅(以下))と一致する。
KHz、および/または、カメラと表層の間の小さい空間シフト(例えば100ミクロン未満
)は、小さい、および/または、ごくわずかであるシフト・エラーを提供する。
メージ)が最初に第1の照明構成を有する第1のスイープの間の完全な走査画像を捕え、次いで、異なる照明構成を有する次のスイープの間、対象物を繰り返し走査することによって造られることができるにもかかわらず、この種の方法が本願明細書において記載されているシステムおよび方法より効率的でないことを見出した。例えば、対象物の多数のスイープのために必要な時間は、時間が異なる照明を有する複数のイメージを捕えるために要求したより長く単一のスイープの間の構成であるのが典型的である。加えて、異なる照明構成によって各々捕えられる複数の面積イメージを得るために多数のスイープを実行することは、その登録がスイープにおいて得られる各々の全景および/または面積イメージのために繰り返されることを必要とする。他の照明構成によって捕えられるイメージのための登録を繰り返す1つの照明構成によって捕えられるイメージのための本発明の実施形態によって提案されるように、繰り返された登録は登録を実行することと比較してより処理時間および力を必要とするのが典型的である。
び方法は、特性を増やすことによる検査パフォーマンスおよび材料識別、欠陥検出および/または欠陥分類法の精度を強化するために適用される。典型的ないくつかの実施形態では、複数の照明構成によって捕えられる表層(または一部の表層)のイメージは比較され、異なるイメージから強化される情報は検査パフォーマンスを強化するために用いられる。本発明のいくつかの実施形態では、本願明細書において記載されているAOIシステム及
び方法は、異なる種類の表層に塗布される材料の間に差異を認め、および/または、異なる種類の材料間の境界を識別するのに適用される。
波長部分の照明と比較して、より強烈にスペクトルのより短い波長部分の照明に反応することを見出した。典型的ないくつかの実施形態では、材料の散乱特性に基づいて材料を差別化することは、偽陽性欠陥検出の数を減らすのに用いられる。
3次元の欠陥、および、転位または銅の酸化の両者が、欠陥領域からの低減した反射率ま
たは低減したグレーレベル(gray-level)として現れる。しかしながら、転位または酸化は必ずしも臨界欠陥と考えられず、不明または低減した銅は臨界欠陥と考えられるのが典型的である。本発明のいくつかの実施形態では、不明または低減した銅材料による3次元の欠陥は、照明の異なる角度によって捕えられるイメージを比較することに基づいて銅の転位または酸化と差別化される。任意に、異なる角度で捕えられるイメージから出る出力は、3次元欠陥を識別するために用いることができるトポグラフィー情報を提供する。臨界欠陥と非臨界欠陥との間に差異を認めることは、偽陽性検出を減らして、AOIオペレー
タのための時間をセーブする。
ージ・フレーム)を捕える。一般的に、面積100は、複数のピクセルのライン(例えば1-50ライン)を含む。タイムスロットt0と次のタイムスロットt1との間、カメラは、露出領
域100の長さの一部(例えば、露出領域100の長さ140の4分の1)に等しい距離だけパネ
ルに対して移動し、第2の露出領域110の第2のイメージは、タイムスロットt1で捕捉さ
れる。本発明のいくつかの実施形態では、第2の露出領域110は、例えば第1の照明構成
と異なる第2の照明構成を使用して撮像される。露出領域100および110は、例えば露出領域100の長さの1/4と等しいシフトで、スキャン方向150のそれらの間で長さ142のシフ
トで部分的に重なる。
に等しい距離(例えば、露出領域100の長さ140の4分の1)だけ、パネルと関連して移動し、第3の露出領域120はタイムスロットt2で撮像される。本発明のいくつかの実施形態
では、露出領域120は第3の照明構成(例えば第1および第2の照明構成と異なる)を使
用して捕獲される。露出領域100および120は、例えば露出領域100の長さの半分と等しい
オーバーラップでそれらの間で、長さ144のシフトによって部分的に重なる。
と等しい距離(例えば露出領域100の長さ140の4分の1の距離)だけパネルに関して移動する。本発明のいくつかの実施形態では、露出領域130は、第4の照明構成(例えば第1、第2、第3の照明構成と異なる)を使用して捕獲される。露出領域100および130は、それらの間で長さ146のシフトと部分的に重なり、この例では露出領域100の長さの4分の3と等しい。タイムスロットt3と次のタイムスロットt4との間、カメラは、露出領域100の長
さの一部と等しい距離(例えば、長さ140の1/4)だけパネルに関して移動し、第5の
イメージ101は、タイムスロットt4で捕えられる。一般的に、捕えられる各々のイメージ
に関する露出領域は、同じである。典型的ないくつかの実施形態では、露出領域はいくつかの照明構成に関して変化することができ、重複が同じ照明構成と一緒に持っていかれる次のイメージの間に存在する。
4つの異なる照明構成が順番に使われる場合、イメージ捕獲間のシフトは1/2ピクセルの
幅であってもよい。他の例では、4列のピクセルが各々の画像に表現され、4つの異なる照明構成が順番に使われる場合、イメージ捕獲間のシフトは1ピクセルの幅であってもよい。実施形態によっては、比較的大きい数の線が一度に撮像されるときでも、イメージ間のシフトは1ピクセル(または最高でもいくつかのピクセル)より少ない。
スキャンされるまで、シーケンスは繰り返される。典型的ないくつかの実施形態では、露出領域101が、露出領域100が終わるところを開始するために、露出領域100および101は長さ140だけシフトする。典型的ないくつかの実施形態では、露出領域100および101は、ス
ーパーサンプリングを得るために部分的に重なる。典型的ないくつかの実施形態では、露出領域100と101との間のギャップが、サブサンプリングを得るためにある。一般的に、面積イメージは、イメージ・フレーム(例えば領域100と101と間のシフト)間の所定のシフトに基づいて、同じ照明構成によって捕えられる複数の捕えられたイメージ・フレームから造られる。一般的に、登録は面積イメージを造るために必要でない。典型的ないくつかの実施形態では、所定のシフトは、表面のサンプリングを提供すし、登録は同じ照明構成(例えば領域100および101のイメージ)によって捕えられる連続したイメージ・フレームの間で実行される。典型的ないくつかの実施形態では、1つの照明構成からの計算された登録は、シーケンスの他の照明構成によって捕えられるイメージを登録するために用いることができる。
動する。
はより少しの照明構成があってもよい点に注意すべきである。
の一部だけ各々シフトした一連の3つの異なる照明構成を使用してラインカメラで撮像されたラインの2つの簡略ブロック線図を示す。図2Aは、3つの異なる照明構成によって捕
えられるイメージの第1のシーケンスの簡略ブロック線図を示し、図2Bは3つの異なる照明構成によって捕えられるイメージの第2のシーケンスの簡略ブロック線図を示す。本発明のいくつかの実施形態では、ラインに対するタイムスロットで、カメラは複数のピクセル210(例えば線を形成している複数のピクセル)の露出領域を形成している露出したピ
クセル210a-210hを捕獲し、第1の照明構成を使用する。一般的に、露出領域210は、スキ
ャンされるパネルの第1の幅250にわたる。典型的ないくつかの実施形態では、パネルがピクセル幅の一部だけスキャン方向150に沿ってラインカメラと関連してその後シフトし、
例えばピクセル幅の3分の1の一連の3つの照明構成を使用する。本発明のいくつかの実施
形態では、タイムスロットt1で、ラインカメラは複数のピクセル(例えば、ラインにおいて形成される複数のピクセル)を捕え、第2の照明構成を使用している第2の露出領域220を含む。このイメージエリアは、ライン210の一部および次のライン211の一部を含み、
スキャンされるパネルの第2の幅251にわたる。一般的に、幅250および幅251の寸法は、
同じであり、実質的にラインカメラによって捕えられる線の幅と一致する。典型的ないくつかの実施形態では、幅250および251の各々は、同じ照明構成によって捕えられるイメージの間で重なることを提供するためにラインカメラによって捕えられる線の幅より狭い。
セルを捕える。このイメージエリアは、ライン210未満であり、ライン211より多く(幅250より少なく、幅251以上)を含む。
がキャプチャされる。本発明のいくつかの実施形態では、タイムスロットt3で、露出領域211は、第1の照明構成(図2Aおよび2Bに明確のために示す)を使用してキャプチャされ
る。本発明のいくつかの実施形態によって、露出領域211のキャプチャは、第2の幅251にわたり、3つの照明構成でキャプチャされたイメージの第2のシーケンスを始める。
の実施形態では、イメージエリア221は、幅252の一部に加えて、露出領域220によってす
でにカバーされなかった幅251の一部にわたる。
ラは、第3の照明構成を使用して露出領域231を含む複数のピクセルをキャプチャする。このイメージエリアは、幅252より多く、幅251未満にわたる。
がカバーされられるまで、シーケンスは繰り返される。本発明のいくつかの実施形態では、単一の照明構成でキャプチャされる実質的に全てのイメージは、各々の照明構成でパネルの連続イメージを形成するために結合される。図2Aは、ピクセルの1ラインが8ピクセル210a-210hによって構成されることを示すけれども、一般的に、ピクセルの数は数千(
例えば2K-16Kピクセル)である点に注意すべきである。
をキャプチャするにつれて、パネル300はスキャン方向370のパネルを前進させることによってスキャンされる。明確にするため、パネル300は、パネル領域10、11および12に分割
されて示され、各々の領域が、例えば1つのイメージによって捕えられる1つのラインま
たは複数のラインのような領域と一致する。典型的ないくつかの実施形態では、パネル300は、クロススキャン方向(例えば、走査方向に対して垂直)に沿って広く、複数のイメ
ージ獲得装置(例えばカメラの列)は走査されるパネルの全ての幅を含む領域を捕えるために用いられる。典型的ないくつかの実施形態では、パネル300の全幅は、複数のスイー
プを通じて走査される。典型的ないくつかの実施形態では、パネル300の全幅は、単一の
スイープの上の単一のカメラで走査される。
発明のいくつかの実施形態では、第2の照明構成は部分325を照らすために適用され、第
2のイメージがキャプチャされる。典型的ないくつかの実施形態では、部分325が単一の
イメージの長さ350の一部だけ部分315からオフセットされ、例えば、単一のイメージは、ピクセルの1-50ラインを含む。典型的ないくつかの実施形態では、部分はシーケンス(例えば反復シーケンス)において使用される照明構成の異なる数分の1以上と一致する。例えば、4つの照明構成が使われる場合、イメージがパネル領域10の3/4の部分およびパネ
ル領域11の1/4の部分をカバーするために、イメージ間のシフトはイメージの長さの1/4にセットされることができる。典型的ないくつかの実施形態では、重複が同じ照明構成と一
緒になされるイメージの間にあるように、異なる照明構成の数分の1以上のものより小さい部分が使われる。同じ照明構成でとられるイメージ間の重複は、隣接するイメージの間に捕えられた領域のギャップがなく、同じ照明構成によって捕えられる連続したイメージ間のコンピューティング登録をも提供することを確実にする。
ャンする際にシフトされる。典型的ないくつかの実施形態では、第3の照明構成が、イメ
ージング部分335のために使われる。例えば、イメージング部分は、パネル領域10の1/2およびパネル領域11の1/2を含む。次のタイムスロットt3では、部分345(例えば部分10の1/4および部分11の3/4)が撮像されるために、パネル300は方向370をスキャンする際に再びシフトされる。典型的ないくつかの実施形態では、第4の照明構成が、イメージング部分345のために使われる。本発明のいくつかの実施形態では、次のタイムスロットt5の間、
パネル300は部分315(例えば部分11)に関して、全部のイメージによって方向370をスキ
ャンする際にシフトされ、その結果、部分355は第1の照明構成への露出によって撮像される。このような方法で、パネルが完全にスキャンするまで、シーケンスは繰り返される。本発明の実施形態では、パネル300のあらゆる部分は、各々の照明構成によって撮像され
る。このように、捕えられるイメージは照合されることができ、単一の照明構成からのイメージは各々の照明構成のためのパネル300の完全なイメージを生産するために結合され
ることができる。
用してスキャン中、PCBパネルのような電気回路のイメージを捕える典型的な方法の簡略
フローチャートを示す。本発明のいくつかの実施形態では、照明光源はシーケンス(ブロック410)の第1の照明構成にセットされる。一つ以上の照明光源は、シーケンス(例えば単一の照明構成のための複数の照明光源および/または異なる照明構成のための異なる照明光源)の異なる照明構成を提供するために用いることができる。典型的ないくつかの実施形態では、コントローラは異なる照明構成(例えば必須の照明構成の設定)の間でスイッチング制御する。
えば光る)、複数の画像ラインを含む画像ラインまたはイメージが、捕えられる(ブロック420)。典型的ないくつかの実施形態では、複数のイメージが、キャプチャされる。一
つの領域の1つのイメージが捕えられることができるより、より単一の照明期間の間の実
施形態のために、例えば1以上については、光るおよび/または、異なる領域(例えばパ
ネルのより広い領域をカバーするクロススキャン方向にわたって異なる領域)が捕えられることができる。一般的に、イメージは照明期間の間に捕獲される。
る。本発明の実施形態では、スキャンし続けるために、イメージング装置がさらす(ブロック442)領域に関して、パネルは進む。一般的に、前進(シフト)は小さい(例えば、
検査される面積イメージの寸法と比較すると取るに足らない)。本発明のいくつかの実施形態では、シフトは1ピクセルより少ない。本発明のいくつかの実施形態では、シフトは
1-10ピクセルの間、および/または、1-50ピクセルの間にある。照明源は、所定の次の設定(ブロック445)にセットされ、露出領域に関するパネルの所定の位置決めに対応する
所定の時間で、方法(例えばブロック410-440に記載されている方法)は新規な照明構成
によって繰り返される。本発明のいくつかの実施形態では、スキャン手順(ブロック450
)終了後、各々の照明構成からの捕えられた画像は、面積イメージまたは全景画像(ブロック455)を作成するために任意につぎ合わせられる。本発明のいくつかの実施形態では
、面積イメージの各々は、ピクセルの100-50,000ライン以上を含む。典型的ないくつかの実施形態では、面積イメージは、10-100ラインを含む。面積イメージまたは全景画像を作成するイメージのステッチは、公知技術の方法によって実行されることができる。任意に、ステッチは、パイプラインで転送された方法(図示せず)で、例えばフレーム捕獲プロセス420の一部として実行されることができる。本発明のいくつかの実施形態では、各々
の面積イメージに含まれる線の数と比較して、捕えられる次のイメージ間の小さいシフトのために、登録は異なる照明構成によって捕えられる面積イメージを整列配置することを必要としない。本発明のいくつかの実施形態では小さいシフト・シーケンスで異なる照明構成によって造られる面積イメージ間のイメージ分析なしで登録を提供し、例えば、小さいシフトは、近い完全な配置を提供する。ここで用いられているように、自動登録は、異なるイメージの画像データを比較するための計算なしで、得られた登録を参照する。任意に、登録は異なる照明構成(ブロック457)からとられる面積イメージを整列配置するた
めに計算される。本発明のいくつかの実施形態では、登録は照明構成の複数のうちの1つから得られるイメージのために計算される。典型的ないくつかの実施形態では、イメージが捕えられるにつれて、登録が実行され、任意にこの構成が登録の計算が続く登録のために使われるかどうかに関して作られるクエリーに続く。任意に、登録は時間遅れによって計算されることができ、または、イメージのライン(例えば、全部の後または一部)を離れて捕えられることができた。一般的に、登録は照明構成のシーケンスの第1の照明構成
に実行される。しかし、登録がシーケンスのいかなる照明構成からもとられるイメージに実行されることができる点に注意されるべきである。一般的に、画像処理はイメージ捕獲と平行して実行される。任意に、処理は時間遅れによって実行されることができ、または、イメージの終了でオフラインで捕獲される。
生成される(ブロック465)。任意に、報告は全景および/または面積イメージを表示す
ることを含む。任意に、フレーム捕獲、ステッチ、登録およびイメージ分析は、同時にまたはパイプラインモードで実行されることができる。実行される画像処理は、概してAOI
システムで使用される周知の処理方法を含むことができる。
システムの簡略ブロック線図を示する。本発明のいくつかの実施形態では、概して一つ以上のプロセッサおよびメモリおよび欠陥報告565の形で例えばアナライザ550の出力を報告するための少なくとも一つの出力装置560を含み、AOIシステム500は、スキャニングユニ
ット520、イメージング装置530、例えば一つ以上の撮影装置および照明ソース、アナライザ550を含む。一般的に、スキャニングユニット520は、照明期間でパネルおよびイメージング装置530を備えたイメージ捕獲の変化を調整するためのコントローラ570を含む。本発明の実施形態では、作動中、パネル510はスキャニングユニット520に挿入される。スキャニングユニット520は、イメージング装置530と関連しているパネル510を、例えばスキャ
ン方向515に前進させる。パネルが進むにつれて、イメージは異なる照明構成を使用して
得られる。典型的な対象物のために、2つの異なる照明構成でとられるイメージの概略図が示され、第1の照明構成およびイメージ544によって捕えられるイメージ542が第2の照明構成によって例えば捕えられる。図5では、イメージ542と比較してイメージ544によっ
てカバーされる領域のわずかなシフトがあるけれども、それは非常に小さい。見てわかるように、異なる照明構成によって捕えられるイメージ542および544の間の相違は、イメージの解像度および/または異なる照明の異なる特性によるように見える。典型的ないくつかの実施形態では、イメージング装置530は、実質的に同時に複数の撮影装置(例えば並
んで整列配置される撮影装置および領域および/またはパネルの全幅以上のパネルの種類をカバーするための光源)を含む。任意に、登録は、複数の撮影装置によって同時に捕えられるイメージの間で算出される。本発明のいくつかの実施形態では、イメージング装置530は、単一の撮影装置を含む。本発明の実施形態では、獲得したイメージは、報告(例
えば欠陥報告565)を得るためにアナライザ550によって分析される。
本発明のいくつかの実施形態では、本願明細書において記載されているAOIシステムお
よび方法は、異なる種類の表層に塗布される材料の間に差異を認め、異なる種類の材料間の境界を識別するために適用される。典型的ないくつかの実施形態では、異なるタイプの材料は、キャプチャを撮像中、明および暗視野照明を交互に投影することに応答して決定されるように、それらの鏡面および/または拡散特性に基づいて識別され、または、区別される。任意に、異なる種類の材料は、キャプチャを撮像中、交互に投影する強烈な、明および/または暗視野照明に応答して差別化される。一般的に、その意図された境界の外側、および/または、それが帰属しない場所において見つかる材料は、欠陥と確認されて、報告される。
野照明を含む)で捕えられるとき、鏡タイプ対象物(金メッキの銅対象物615)を包含す
る領域、および、拡散性タイプ対象物(裸の銅対象物625)を包含する領域は、差別化さ
れることができず、および/または、明らかに差別化されることができない。典型的ないくつかの実施形態では、いくつかの欠陥(例えばフルカバー照明で捕えられるイメージ603の材料(銅材)の不足による障害651)が識別されることができると共に、1種類の材料
の他のタイプにわたって材料の置き誤りと関連する他の欠陥は識別されることができない。
、および/または、暗視野照明(イメージ602)で捕えられるイメージが、1種類の材料または他の種類の材料にわたって適当な材料の置き誤り(または重畳)から生じている欠陥を識別する際の援助に使われる。一般的に、明視野照明で捕えられるイメージ601では、
鏡タイプ対象物(金メッキの銅対象物615)を含んでいる領域は、拡散タイプ対象物(裸
の銅対象物625)より、強烈に入射光を反射し、鏡タイプ対象物は、拡散タイプ対象物よ
り明るく見える。暗視野照明で捕えられるイメージ602において、拡散タイプ対象物(裸
の銅対象物625)を含んでいる領域は、鏡タイプ対象物(金メッキの対象物615)より、強烈に入射光を反射し、拡散タイプ対象物は鏡タイプ対象物より明るく見える。任意に、鏡対象物が暗視野照明で捕えられるイメージ602において、見えない間、拡散タイプ対象物
は明視野照明で捕えられるイメージ601において、見えない。
る拡散タイプ材料による障害650は、ミスした材料で対象物615の領域として現れ、ミスから生じ、または、低減した裸の銅(拡散タイプ対象物)の欠陥651は、不可視である。イ
メージ602では任意に、欠陥651が対象物625の材料を逃がすと確認されると共に、欠陥650
は対象物625の単なる拡張として現れる。
びる過剰な拡散タイプ材料のために、欠陥と確認される。任意に、イメージ602をイメー
ジ603と比較するときに、各々のイメージにて図示するような元素625の長さは決定され、比較される。典型的ないくつかの実施形態では、欠陥650は各々のイメージの対象物625の長さにおける矛盾に基づいて識別される。典型的ないくつかの実施形態では、イメージ601およびイメージ602は互いに比較され、イメージ601とイメージ602との間の比較に基づいて、各々の欠陥650および651が識別される。
または合成画像は明暗視野照明で捕えられるイメージから、情報を含んで造られ、そして、1種類の他の種類の材料に指定される領域を通じて伸びている材料から生じているいかなる欠陥も識別されることができる。任意に、ハイブリッドイメージ610は、少なくとも
一つのイメージ601および602並びにイメージ603から造られるイメージである。任意にハ
イブリッドイメージは、イメージ601およびイメージ602から造られるイメージである。
区別され、金メッキ銅の対象物615がイメージ602のバックグラウンド材料605から
かろうじて区別されるので、要求されるならばハイブリッドイメージ610を生成するためのイメージ601および602の計算登録は困難であろう。本発明のいくつかの実施形態では、ハイブリッドイメージ610は、上記のように自動登録に基づいて造られる。
リッドイメージ610から特徴づけられることができる。典型的ないくつかの実施形態では
、欠陥対象物650は、明らかに異なる材料間の境界を表すハイブリッドイメージ610の分析に基づいて、金メッキの対象物に指定される対象物615を通じて伸びている裸の銅のため
に判断される。更に、典型的ないくつかの実施形態では、金メッキの対象物615のエリア
内にオーバーラップする範囲が判断され、欠陥およびその重要性を特徴づけるのに用いられる。
れている方法を使用してフルカバー証明および交互に明および暗視野照明のイメージングによって差別化される。一般的に、堅牢−フレックス回路基板のフレックス表面において使用されるラミネートは、回路の堅い部分のそれと比較して、より鏡面である。堅牢とフレックス部分との間に差異を認めることは、欠陥を識別して、それらを分類するのに有効でありえる。例えば、いくつかの欠陥は、より顕著でもよいか回路(回路のフレックス部分)の堅い部分においておよび/または厳正なおよびフレックス部の間の接点で重大である。これらの領域を識別することは、特定の部分において識別される潜在的欠陥が本当の欠陥か偽陽性欠陥であるかどうかについて判断するのを助けることができる。
えば青い光)で捕えられ、その一方で、イメージ702は長波長照明(例えば赤ランプ)で
捕えられる。任意に、各々の潜在的欠陥705および710は別に現れ、例えば、銅材を含んでいる識別された領域720より、回路基板の背景材料730から別に異なる強度レベルを備えている。典型的ないくつかの実施形態では、潜在的欠陥の起源は、特定の波長またはバンドにおいて各々捕えられるイメージ701だけに又はイメージ702だけに基づいて検出されることはできない。潜在的欠陥705および710の可能な起源が、銅の薄い層(例えば、エレメント720の層より薄い)であってもよく、酸化のためであってもよく、および/または、例
えば塵のような外部の粒子のためであってもよい。任意に、潜在的欠陥が銅欠陥である場合、本当の欠陥(例えばショート)であり、その一方で、塵または外部の粒子による他の欠陥は、偽陽性欠陥と考えられる。
欠陥、例えば欠陥705および/または欠陥710が、例えば、イメージ701(例えばイメージ702と比較した短波長)においてより明るく、例えば、欠陥が塵粒子として識別されるより長い波長であり、可能性欠陥は、偽陽性欠陥と分類される。別の実施形態では、欠陥がイメージ702においてより明るい場合(例えば、イメージ701と比較して長い波長)、その欠陥が、銅と確認されて、本当の欠陥として分類される波長より短い。典型的ないくつかの実施形態では、追加的なイメージは蛍光を使用して捕えられ、または、白色光によって捕えられるイメージは蛍光ライトで捕えられるイメージと比較される。任意に、可能性欠陥が、他の波長の光と比較して(または白色光と比較して)蛍光においてより明るく現れるならば、例えば、銅でなく塵のような有機材料として特徴づけられる。
提供する。典型的ないくつかの実施形態では、欠陥820のサイズ、位置決め、および/ま
たは、強度レベルは、その3次元の構造のために異なる角度からキャプチャされたイメージ801、802および803において異なり、それ故、3次元の欠陥であると考慮される。別の
実施形態では、潜在的欠陥820が、異なる角度で捕えられるイメージと同様に現れるなら
ば、潜在的欠陥820は、偽陽性欠陥、および/または、減少した銅の厚のため以外の欠陥
として分類されることができる。
、802および803の各々が容易に比較されることができる点に注意すべきである。一般的に、イメージ801、802および803の間の登録が自動だったので、潜在的欠陥820のサイズおよび位置決めにおける変更は大きさにおいてイメージおよび違いの間の比較を妨げず、3D欠陥および他の欠陥との間に差異を認めるために位置決めを用いることができる。
で捕えられるイメージ901は、銅材910の詳細を検査することを提供するが、バックグラウンドエリア905の微妙な潜在的欠陥950をミスることができる。本発明のいくつかの実施形態では、銅材910のイメージングが飽和することができると共に、銅材910に関する詳細がイメージ902から検出されることができないため、第1の照明構成と比較して、より高い強度である第2の照明構成で捕えられるイメージ902は微妙な潜在的(または素晴らしい)
欠陥950を検出するのに用いられる。本発明のいくつかの実施形態によると、例えば、イ
メージ間の自動登録に基づくイメージ901および902から造られるハイブリッドイメージ903は、イメージのダイナミックレンジを増やすのに用いることができ、その結果、潜在的
微妙な欠陥950は、銅エリアの詳細(または欠陥)と同様に検査されることができる。任
意に、各々のイメージ901および902は、別に検査され、ハイブリッドイメージ903は必要
なノートである。
されることができる点に注意すべきである。任意に、明および暗視野照明、複数の異なる波長、複数の異なる強度レベル、照明の複数の異なる角度の複数の異なるレベルの間で比較がなされ得る。任意に、照明(明および暗)の異なる分野の組合せ、波長、強度レベルおよび角度は、潜在的欠陥を検出して、特徴づけるのに用いられる。
暗視野照明から出る出力、短い及び長い波長、高低の強度および/または異なる角度からの照明が、比較される。任意に、2つ以上の照明構成から出る出力が、比較される。本発明のいくつかの実施形態では、潜在的欠陥は、比較に基づいて特徴づけられる(ブロック1040)。任意に、潜在的欠陥は、欠陥の材料、欠陥の厳しさおよび/または他の対象物と比較した欠陥または表面に存在するエレメントの相対的な位置を識別することによって特徴づけられる。任意に、潜在的欠陥は、誤った肯定または本当の欠陥として描写される。任意に、潜在的欠陥を誤った肯定または本当の欠陥として描写することに対する規則は、ユーザ定義に基づいて予定される。本発明のいくつかの実施形態では、本当の欠陥だけが、報告される(ブロック1050)。任意に、各々の欠陥は、それを偽陽性欠陥または本当の欠陥と確認しているタグで報告される。一般的に、潜在的欠陥は、本願明細書においてアナライザ550(図5)に関して記載されている方法を使用して識別され、分析される。任意に、一つ以上の作業は識別と関連し、分析はコントローラ570で制御される(図5)。
Claims (38)
- 多数の異なる照明構成で表面をスキャニングすることができる自動光学検査システムであって、
少なくとも1つのカメラと少なくとも1つの照明ユニットからなるイメージングユニットであって、少なくとも1つの照明ユニットが異なる照明構成の各々の照明を提供するように構成され、少なくとも1つのカメラが1つのスイープにわたって一連のイメージをキャプチャするために構成され、シーケンスの各イメージがピクセルの1以上のラインを包含することを特徴とするイメージングユニットと、
1ピクセル以下の大きさのオーダーの解像度で前記イメージングユニットと表面との間に転換を提供するように構成されたスキャニングユニットと、
所定のシーケンスに基づいて異なる照明構成の各々を活性化させ、スイープの間シーケンスを繰り返し、各照明活性化中、イメージをキャブチャするようにカメラを活性化させるように構成されたコントローラと
を有することを特徴とするシステム。 - 所定のシーケンスにわたってキャプチャされたイメージが部分的にオーバーラップすることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記スキャニングユニットが、一連のイメージの各々のキャプチャの間、1ピクセル以下の大きさのオーダーで転換を提供するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記スキャニングユニットが、シーケンスにおいて異なる照明構成の数だけ分割された1つのイメージによってキャプチャされた多数のピクセルラインに対応する各イメージキャプチャの間に転換シフトを提供することを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 各イメージが、ピクセルの100ライン以下をカバーすることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 各イメージが、ピクセルの1ラインをカバーすることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- キャプチャされた各イメージの間の転換シフトのエラーが、1ピクセルより小さいエラーに対応することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも1つのカメラが、1ラインカメラおよびマルチラインカメラを包含するグループから選択されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記イメージングユニットが、ピクセルの全幅をカバーするために並んで整列された複数のイメージセンサからなることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 単一のスイープでキャプチャされたイメージの少なくとも2つのセットから少なくとも1つのエリアイメージを構築するように構成されたアナライザを有し、
各セットが異なる照明構成でキャプチャされたことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 少なくとも2つのエリアイメージが、表面の実質的に同じ部分をカバーし、前記実質的に同じ部分が、単一のイメージでカバーされた表面の一部よりも実質的に大きいことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記実質的に大きいことが、少なくとも100倍大きいことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記実質的に大きいことが、少なくとも1000倍大きいことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 少なくとも2つのエリアイメージの間の空間的アライメントエラーが、1ピクセルよりも小さいことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記少なくとも2つのエリアイメージが、1ピクセルよりも小さいアライメントエラーで自動的に整列されることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記アナライザが、エリアイメージを登録することなしで、エリアイメージを比較するように構成されたことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記アナライザが、異なる照明構成でキャプチャされたイメージの間の所定の転換シフトに基づいてエリアイメージの間で空間的アライメントを調節するように構成されることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記アナライザが、マスターイメージとエリアイメージの1つとの間で登録を計算し、前記計算された登録を使用してマスターイメージで少なくとも2つのエリアイメージから別のエリアイメージを登録するように構成されたことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 照明構成設定が、少なくとも1kHzの周波数で交互になされることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 照明構成設定が、自動光学検査システムの機械的周波数よりも大きな周波数で交互になされることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも1つの照明ユニットが、イメージされるべき表面の一部を照射するように構成された少なくとも1つのLEDを含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも1つの照明ユニットが、ストロボ能力を備えた照明を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 異なる照明構成が、波長、強度、角度、角度分布、分極、蛍光を包含するグループから選択された1つ以上のパラメータから区別されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 異なる照明構成でキャプチャされたイメージの分析に基づいて、スキャンされた表面の欠陥を識別するように構成されたアナライザを有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 異なる照明構成でキャプチャされた少なくとも2つのイメージの出力の間の比較に基づいて検査された表面の異なる材料の間の区別をするように構成されたことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記アナライザが、
明視野照明でキャプチャされた少なくとも1つのイメージと、暗視野照明でキャプチャされた少なくとも1つのイメージとの出力の間での比較に基づいて拡散表面と鏡面との間の区別をするように構成されたことを特徴とする請求項25に記載のシステム。 - 前記アナライザが、裸の銅を包含する検査された表面の領域と、金メッキされた銅を包含する検査された表面の領域との間を区別するように構成されたことを特徴とする請求項26に記載のシステム。
- 前記アナライザが、堅牢な回路ボードを包含する検査された表面の領域と、フレックス回路ボードを包含する検査された表面の領域との間を区別するように構成されたことを特徴とする請求項26に記載のシステム。
- 前記アナライザが、照明の異なる波長を使用してキャプチャされた少なくとも2つのイメージの出力の間の比較に基づいて識別された欠陥の材料を識別又は特徴づけるように構成されたことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 異なる波長でキャプチャされた少なくと2つのイメージが、赤いスペクトルの照明でキャプチャされた少なくとも1つのイメージと、青いスペクトルの照明でキャプチャされた少なくとも1つのイメージとを包含することを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 少なくとも2つのイメージのうちの1つが、蛍光照明でキャプチャされることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記アナライザが、塵からなる識別された欠陥を識別するように構成されたことを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記アナライザが、異なる角度から投影された照明でキャプチャされた少なくとも2つのイメージの出力の間の比較に基づいて、転位又は酸化と3次元欠陥との間の区別をするように構成されたことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 異なる照明構成が、異なる強度レベルを備えた照明を包含することを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記アナライザが、異なる照明構成でキャプチャされたイメージからハイブリッドイメージを構築するように構成され、前記ハイブリッドイメージの解析に基づいて欠陥を識別することを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記ハイブリッドイメージが、異なる強度レベルでキャプチャされた少なくとも2つのイメージから構成されることを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記ハイブリッドイメージのダイナミックレンジが、異なる強度レベルでキャプチャされたイメージの各々のダイナミックレンジよりも大きいことを特徴とする請求項36に記載のシステム。
- 前記ハイブリッドイメージの前記ダイナミックレンジが、前記ハイブリッドイメージを構築するのに用いられたイメージの各々のダイナミックレンジよりも大きいことを特徴とする請求項24に記載のシステム。
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